Cuando se trata del mundo de la metalurgia y la ciencia de los materiales, polvo de aleación esférico atomizado con gas ocupa un lugar destacado. Este material altamente versátil y especializado es crucial en una serie de industrias que van desde la aeroespacial hasta la fabricación aditiva. Sumerjámonos en el fascinante mundo del polvo de aleación esférico atomizado con gas, explorando su composición, propiedades, aplicaciones y mucho más.
Descripción general del polvo de aleación atomizado con gas esférico
El polvo de aleación esférico atomizado con gas se crea mediante un proceso conocido como atomización con gas, en el que el metal fundido se dispersa en finas gotitas utilizando una corriente de gas a alta presión. Este método produce polvos de forma esférica, que ofrecen una fluidez y una densidad de empaquetamiento superiores a las de los polvos de forma irregular.
Características principales
- Forma: Esférica
- Tamaño de partícula: Normalmente oscila entre unos pocos micrómetros y cientos de micrómetros.
- Alta pureza: Contaminación mínima gracias a un entorno de producción controlado
- Versatilidad: Adecuado para diversas aplicaciones, como la fabricación aditiva, la pulverización térmica y el moldeo por inyección de metales.
Beneficios
- Mayor fluidez: Más fácil de manejar y procesar
- Densidad de envasado constante: Mejor rendimiento en aplicaciones que requieren uniformidad
- Alto rendimiento: Excelentes propiedades mecánicas y físicas
Tipos de Polvo esférico de aleación atomizado con gas
A continuación se presentan algunos de los modelos más utilizados de polvos de aleación esféricos atomizados con gas, cada uno de ellos con composiciones y propiedades únicas.
| Modelo | Composición | Propiedades | Aplicaciones |
|---|---|---|---|
| 316L | Hierro, cromo, níquel, molibdeno | Resistencia a la corrosión, excelentes propiedades mecánicas | Implantes médicos, aplicaciones marinas |
| 17-4PH | Hierro, cromo, níquel, cobre | Alta resistencia, buena resistencia a la corrosión | Componentes aeroespaciales, piezas mecánicas |
| Inconel 718 | Níquel, cromo, hierro, molibdeno | Resistencia a altas temperaturas y a la oxidación | Álabes de turbina, motores aeroespaciales |
| Ti6Al4V | Titanio, aluminio, vanadio | Elevada relación resistencia/peso, biocompatibilidad | Implantes médicos, estructuras aeroespaciales |
| AlSi10Mg | Aluminio, silicio, magnesio | Buenas propiedades de fundición, alta conductividad térmica | Piezas de automóviles, intercambiadores de calor |
| CoCrMo | Cobalto, cromo, molibdeno | Alta resistencia al desgaste, biocompatibilidad | Implantes médicos, dispositivos dentales |
| Hastelloy X | Níquel, cromo, hierro, molibdeno | Excelente resistencia a la oxidación, buena conformabilidad | Motores de turbina de gas, procesamiento químico |
| Acero martensítico envejecido | Hierro, níquel, cobalto, molibdeno | Resistencia ultra alta, buena tenacidad | Herramientas aeroespaciales, engranajes de alto rendimiento |
| Cobre 85/15 | Cobre, estaño | Alta conductividad eléctrica, buena resistencia mecánica | Componentes eléctricos, sistemas de gestión térmica |
| NiCrBSi | Níquel, cromo, boro, silicio | Resistencia al desgaste, buena dureza | Recubrimientos superficiales, aplicaciones de reparación |
Composición del polvo esférico de aleación atomizada con gas
Comprender la composición de estos polvos es crucial para seleccionar el material adecuado para su aplicación específica. He aquí un desglose de la composición elemental de algunos polvos comunes.
| Modelo | Composición elemental (%) |
|---|---|
| 316L | Fe: 62-72, Cr: 16-18, Ni: 10-14, Mo: 2-3 |
| 17-4PH | Fe: 65-75, Cr: 15-17, Ni: 3-5, Cu: 3-5 |
| Inconel 718 | Ni: 50-55, Cr: 17-21, Fe: Bal., Mo: 2,8-3,3 |
| Ti6Al4V | Ti: Bal., Al: 5,5-6,75, V: 3,5-4,5 |
| AlSi10Mg | Al: Bal., Si: 9-11, Mg: 0.2-0.4 |
| CoCrMo | Co: Bal., Cr: 27-30, Mo: 5-7 |
| Hastelloy X | Ni: 47-52, Cr: 20-23, Fe: 18-20, Mo: 8-10 |
| Acero martensítico envejecido | Fe: Bal., Ni: 18-19, Co: 8-9, Mo: 4-5 |
| Cobre 85/15 | Cu: 85, Sn: 15 |
| NiCrBSi | Ni: Bal., Cr: 14-18, B: 2,5-3,5, Si: 3-4,5 |
Características del polvo esférico de aleación atomizado con gas
Propiedades físicas
Los polvos de aleación esféricos atomizados con gas presentan características físicas específicas que los hacen ideales para aplicaciones de alto rendimiento.
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Distribución del tamaño de las partículas | La distribución uniforme del tamaño garantiza un comportamiento uniforme durante el procesado |
| Morfología | La forma esférica proporciona una excelente fluidez y densidad de empaquetamiento |
| Densidad | Alta densidad aparente en comparación con los polvos irregulares |
| Superficie | Menor superficie gracias a su forma esférica, lo que reduce la oxidación y la contaminación |
Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas de estos polvos se adaptan mediante su composición y el proceso de atomización.
| Propiedad | Descripción |
|---|---|
| Resistencia a la tracción | Alta resistencia a la tracción para aplicaciones exigentes |
| Dureza | Dureza superior para una mayor resistencia al desgaste |
| Ductilidad | La buena ductilidad permite la formación de formas complejas |
| Resistencia a la fatiga | Excelente resistencia a la fatiga para un rendimiento duradero |
Aplicaciones de Polvo esférico de aleación atomizado con gas
Los polvos de aleación esféricos atomizados con gas se utilizan en diversos sectores gracias a sus propiedades superiores.
| Industria | Aplicaciones |
|---|---|
| Aeroespacial | Álabes de turbina, componentes estructurales, elementos de fijación |
| Médico | Implantes, prótesis y aparatos dentales |
| Automotor | Componentes de motores, intercambiadores de calor, estructuras ligeras |
| Fabricación aditiva | Impresión 3D de geometrías complejas, prototipado rápido |
| Pulverización térmica | Revestimientos resistentes a la corrosión y al desgaste |
| Moldeo por inyección de metales | Piezas de precisión para electrónica, armas de fuego y herramientas |
Especificaciones, tamaños, calidades y normas
Al seleccionar un polvo de aleación esférico atomizado con gas, es esencial tener en cuenta varias especificaciones y normas para garantizar la idoneidad para su aplicación.
| Modelo | Especificaciones | Tamaños (µm) | Los grados | Normas |
|---|---|---|---|---|
| 316L | ASTM F138, ISO 5832-1 | 15-45, 45-105 | Médico, Industrial | ASTM, ISO |
| 17-4PH | AMS 5604, ASTM A693 | 10-45, 45-150 | Aeroespacial, Industrial | AMS, ASTM |
| Inconel 718 | AMS 5662, ASTM B637 | 15-45, 45-105 | Aeroespacial, Industrial | AMS, ASTM |
| Ti6Al4V | ASTM F1472, ISO 5832-3 | 15-45, 45-105 | Medicina, aeroespacial | ASTM, ISO |
| AlSi10Mg | DIN 1712 | 20-63, 63-106 | Industrial | DIN |
| CoCrMo | ASTM F75, ISO 5832-12 | 10-45, 45-105 | Médico, Industrial | ASTM, ISO |
| Hastelloy X | AMS 5536, ASTM B435 | 15-45, 45-105 | Aeroespacial, Industrial | AMS, ASTM |
| Acero martensítico envejecido | AMS 6514, ASTM A538 | 10-45, 45-150 | Aeroespacial, Industrial | AMS, ASTM |
| Cobre 85/15 | ASTM B505 | 15-45, 45-105 | Industrial | ASTM |
| NiCrBSi | AWS A5.21 | 10-53, 53-150 | Industrial | AWS |
Proveedores y precios
El precio y la disponibilidad son factores cruciales a la hora de adquirir polvos de aleación esféricos atomizados con gas. Estos son algunos de los proveedores más destacados y un resumen de los precios.
| Proveedor | Modelo | Precio (por kg) | Disponibilidad |
|---|---|---|---|
| Höganäs AB | 316L, Ti6Al4V | $120-$150 | En stock |
| Tecnología Carpenter | 17-4PH, Inconel 718 | $150-$200 | En stock |
| Arcam AB | AlSi10Mg, CoCrMo | $100-$130 | En stock |
| Tecnología LPW | Hastelloy X, Acero martensítico envejecido | $180-$220 | En stock |
| GKN Hoeganaes | Cobre 85/15, NiCrBSi | $90-$120 | En stock |
Comparación de los pros y los contras de los distintos polvos
Cada tipo de polvo de aleación esférico atomizado con gas tiene sus propias ventajas y limitaciones. He aquí
una comparación que le ayudará a elegir el más adecuado a sus necesidades.
| Modelo | Ventajas | Desventajas |
|---|---|---|
| 316L | Excelente resistencia a la corrosión, buenas propiedades mecánicas | Mayor coste |
| 17-4PH | Alta resistencia, buena resistencia a la corrosión | Susceptible al agrietamiento por corrosión bajo tensión |
| Inconel 718 | Resistencia a altas temperaturas y a la oxidación | Caro |
| Ti6Al4V | Elevada relación resistencia/peso, biocompatibilidad | Difícil de mecanizar |
| AlSi10Mg | Buenas propiedades de fundición, conductividad térmica | Menor resistencia en comparación con otras aleaciones |
| CoCrMo | Alta resistencia al desgaste, biocompatibilidad | Coste elevado |
| Hastelloy X | Excelente resistencia a la oxidación, buena conformabilidad | Caro |
| Acero martensítico envejecido | Resistencia ultra alta, buena tenacidad | Coste elevado, requiere tratamiento de envejecimiento |
| Cobre 85/15 | Alta conductividad eléctrica, buena resistencia mecánica | Susceptible a la corrosión |
| NiCrBSi | Resistencia al desgaste, buena dureza | Fragilidad en algunas aplicaciones |
Preguntas más frecuentes
¿Qué es el polvo de aleación esférico atomizado con gas?
El polvo de aleación esférico atomizado con gas es un polvo metálico fino producido mediante atomización con gas, en la que el metal fundido se dispersa en partículas esféricas utilizando una corriente de gas a alta presión.
¿Por qué se prefieren los polvos de aleación esféricos atomizados con gas?
Su forma esférica ofrece una fluidez y densidad de empaquetamiento superiores, lo que las hace ideales para diversas aplicaciones industriales, como la fabricación aditiva y la pulverización térmica.
¿Cuáles son las aplicaciones habituales de estos polvos?
Se utilizan en los sectores aeroespacial, médico, de automoción, fabricación aditiva, pulverización térmica y moldeo por inyección de metales debido a sus excelentes propiedades mecánicas y físicas.
¿Cómo se fabrican estos polvos?
Se producen mediante atomización con gas, en la que el metal fundido se dispersa en finas gotitas utilizando una corriente de gas a alta presión, lo que da lugar a partículas esféricas.
¿Qué factores deben tenerse en cuenta al seleccionar un polvo?
Hay que tener en cuenta la composición, la distribución granulométrica, las propiedades mecánicas, los requisitos de aplicación y el coste.
¿Dónde puedo comprar polvo de aleación esférico atomizado con gas?
Entre los principales proveedores figuran Höganäs AB, Carpenter Technology, Arcam AB, LPW Technology y GKN Hoeganaes.
¿Son caros estos polvos?
El coste varía según el tipo de aleación y el proveedor, y suele oscilar entre $90 y $220 por kilogramo.
¿Cuáles son las ventajas de utilizar polvos esféricos en la fabricación aditiva?
Su mayor fluidez y densidad de empaquetamiento mejoran la adherencia de las capas y la calidad general de las piezas en los procesos de impresión 3D.
¿Pueden utilizarse estos polvos en aplicaciones médicas?
Sí, los polvos como el 316L y el CoCrMo se utilizan habitualmente para implantes y dispositivos médicos debido a su biocompatibilidad.
¿Cuáles son las limitaciones de estos polvos?
Algunos polvos pueden tener costes más elevados, ser difíciles de mecanizar o presentar puntos débiles específicos como el agrietamiento por corrosión bajo tensión o la fragilidad en determinadas aplicaciones.
En conclusión, los polvos de aleación esféricos atomizados con gas ofrecen multitud de ventajas para diversas industrias. Sus propiedades únicas, derivadas de su composición y proceso de producción, los hacen indispensables para aplicaciones de alto rendimiento. Tanto si se dedica al sector aeroespacial como al médico o a la fabricación aditiva, comprender las complejidades de estos polvos le ayudará a tomar decisiones informadas y a aprovechar todo su potencial.